Silicio combinado con melatonina reduce la absorción y translocación de Cd en maíz
Autores: Xu, Lina; Xue, Xing; Yan, Yan; Zhao, Xiaotong; Li, Lijie; Sheng, Kun; Zhang, Zhiyong
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
Silicio combinado con melatonina reduce la absorción y translocación de Cd en maíz
Categoría
Ciencias Agrícolas y Biológicas
Subcategoría
Botánica
Palabras clave
Cadmio
Maíz
Silicio
Melatonina
Crecimiento
Toxicidad
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 7
Citaciones: Sin citaciones
El cadmio (Cd) es uno de los contaminantes metálicos pesados más tóxicos y ampliamente distribuidos, representando una gran amenaza para la producción de cultivos, la seguridad alimentaria y la salud humana. El maíz es una fuente de alimento importante y un cultivo forrajero. El crecimiento del maíz está sujeto al estrés por cadmio; por lo tanto, reducir el estrés, la absorción y el transporte de cadmio es de gran importancia para lograr altos rendimientos, alta eficiencia y una producción de maíz sostenible y segura. El uso de silicio o melatonina por separado puede reducir la acumulación y toxicidad del cadmio en las plantas, pero no está claro si la combinación de silicio y melatonina puede reducir aún más el daño causado por el cadmio. Por lo tanto, se realizaron experimentos en macetas para estudiar los efectos de la melatonina y el silicio en el crecimiento del maíz y la acumulación de cadmio. Los resultados mostraron que el estrés por cadmio inhibió significativamente el crecimiento del maíz, interrumpió sus procesos fisiológicos y llevó a la acumulación de cadmio en las plantas. En comparación con el tratamiento individual de silicio o melatonina, la aplicación combinada de melatonina y silicio alivió significativamente la inhibición del crecimiento de las plántulas de maíz causada por el estrés por cadmio. Esto se demostró por el aumento en las alturas de las plantas, diámetros de tallo y parámetros radiculares característicos, así como en la bioacumulación en las plántulas de maíz. Bajo estrés por cadmio, la aplicación combinada de silicio y melatonina aumentó la altura de las plantas y el diámetro del tallo en un 17.03% y un 59.33%, respectivamente, y aumentó el área total de las hojas en un 43.98%. La promoción del crecimiento del maíz está relacionada con la reducción del daño oxidativo bajo estrés por cadmio, manifestada en disminuciones en el contenido de malondialdehído y conductividad relativa, y aumentos en las actividades de las enzimas antioxidantes superóxido dismutasa y guaiacol peroxidasa, así como en los contenidos de proteína soluble y clorofila. Además, la acumulación de cadmio en diferentes partes de las plántulas de maíz y el índice de riesgo para la salud del cadmio se redujeron significativamente, alcanzando el 48.44% (hojas), 19.15% (raíces) y 20.86% (índice de riesgo para la salud), respectivamente. Por lo tanto, la melatonina y el silicio tienen un efecto sinérgico significativo en la inhibición de la absorción de cadmio y en la reducción de los efectos adversos de la toxicidad del cadmio.
Descripción
El cadmio (Cd) es uno de los contaminantes metálicos pesados más tóxicos y ampliamente distribuidos, representando una gran amenaza para la producción de cultivos, la seguridad alimentaria y la salud humana. El maíz es una fuente de alimento importante y un cultivo forrajero. El crecimiento del maíz está sujeto al estrés por cadmio; por lo tanto, reducir el estrés, la absorción y el transporte de cadmio es de gran importancia para lograr altos rendimientos, alta eficiencia y una producción de maíz sostenible y segura. El uso de silicio o melatonina por separado puede reducir la acumulación y toxicidad del cadmio en las plantas, pero no está claro si la combinación de silicio y melatonina puede reducir aún más el daño causado por el cadmio. Por lo tanto, se realizaron experimentos en macetas para estudiar los efectos de la melatonina y el silicio en el crecimiento del maíz y la acumulación de cadmio. Los resultados mostraron que el estrés por cadmio inhibió significativamente el crecimiento del maíz, interrumpió sus procesos fisiológicos y llevó a la acumulación de cadmio en las plantas. En comparación con el tratamiento individual de silicio o melatonina, la aplicación combinada de melatonina y silicio alivió significativamente la inhibición del crecimiento de las plántulas de maíz causada por el estrés por cadmio. Esto se demostró por el aumento en las alturas de las plantas, diámetros de tallo y parámetros radiculares característicos, así como en la bioacumulación en las plántulas de maíz. Bajo estrés por cadmio, la aplicación combinada de silicio y melatonina aumentó la altura de las plantas y el diámetro del tallo en un 17.03% y un 59.33%, respectivamente, y aumentó el área total de las hojas en un 43.98%. La promoción del crecimiento del maíz está relacionada con la reducción del daño oxidativo bajo estrés por cadmio, manifestada en disminuciones en el contenido de malondialdehído y conductividad relativa, y aumentos en las actividades de las enzimas antioxidantes superóxido dismutasa y guaiacol peroxidasa, así como en los contenidos de proteína soluble y clorofila. Además, la acumulación de cadmio en diferentes partes de las plántulas de maíz y el índice de riesgo para la salud del cadmio se redujeron significativamente, alcanzando el 48.44% (hojas), 19.15% (raíces) y 20.86% (índice de riesgo para la salud), respectivamente. Por lo tanto, la melatonina y el silicio tienen un efecto sinérgico significativo en la inhibición de la absorción de cadmio y en la reducción de los efectos adversos de la toxicidad del cadmio.